鈦合金板和鈦板在加熱時(shí)除有冷加工組織的回復(fù)及再結(jié)晶過程外,還有化合物的溶液和a→β的多型性轉(zhuǎn)變。為了改善鈦合金和鈦板的性能,除了通過必要的合金化外,一般還要采用適當(dāng)?shù)臒崽幚?。鈦合金和鈦板的回?fù)過程也是在一定溫度下,通過空位及位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)使形變時(shí)產(chǎn)生的大部分第二類內(nèi)應(yīng)力消除的過程。發(fā)生回復(fù)過程的溫度低于再結(jié)晶溫度,一般在500~650℃。
同其它金屬一樣,鈦合金板和鈦板的再結(jié)晶過程也是在變形后的組織上,在結(jié)晶晶粒的生核長(zhǎng)大過程。此時(shí)晶格類型不發(fā)生變化,但有力學(xué)性能的變化。這一過程受到冷變形程度、加熱溫度及保溫時(shí)間的影響,并可通過冷變形率、加熱溫度和再結(jié)晶晶粒尺寸的三維再結(jié)晶出來(lái)。
合金元素對(duì)純鈦開始再結(jié)晶溫度的影響已在前節(jié)敘述過了。除鈮和鈷外,一般常用的合金元素和雜質(zhì)元素均能提高鈦的再結(jié)晶溫度。
測(cè)定再結(jié)晶主要采用金相觀察和X射線衍射相結(jié)合的方法。當(dāng)再結(jié)晶發(fā)生時(shí),形變后的纖維組織上出現(xiàn)細(xì)小的等軸晶粒,同時(shí)x射線背反射勞厄圖相上的衍射環(huán)開始變?yōu)椴贿B接的斑點(diǎn)。對(duì)于可熱處理β合金,還可以用不完全時(shí)效(500℃/4~8小時(shí),空冷)的方法顯示再結(jié)晶組織,經(jīng)不完全時(shí)效后的未再結(jié)晶晶粒在腐蝕后呈暗色。經(jīng)測(cè)定,TA2純鈦的開始再結(jié)晶溫度為550℃左右,TA7鈦合金約為600℃,TC4鈦合金約為700℃,TB2合金則750℃。
應(yīng)該指出,在鈦合金板和鈦板中,再結(jié)晶過程往往還伴隨著一些其它組織變化。例如,在β穩(wěn)定元素含量較小的近a合金和a+β合金中,伴隨著有a相的溶解及β成分的改變;在可熱處理β合金中再結(jié)晶過程往往與重結(jié)晶過程同時(shí)進(jìn)行,或?qū)﹄S后的時(shí)效造成孕育效果。此外,不同類型合金在室溫的顯微組織不同,參與變形的合金相不同,再結(jié)晶的進(jìn)程和特點(diǎn)也不一樣。